شناسایی جدایه‌های اشریشیاکلی کلی‌سینوژنیک از لاشه مرغ گوشتی و بررسی اثر مهاری آنها بر پاتوتیپ‌های اشریشیاکلی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، گروه علوم و صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی بردسیر، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران

2 استادیار، گروه پاتوبیولوژی، دانشکده دامپزشکی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران

3 استاد، گروه میکروبیولوژی مولکولی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران

چکیده

کلی‌سین‌ها ترکیباتی با خاصیت ضد باکتریایی هستند که توسط اشریشیاکلی تولید می‌شوند و به سویه‌های تولیدکننده، قابلیت رقابت اکولوژیک در برابر باکتری‌های دیگر را می‌دهند. هدف از انجام این مطالعه شناسایی سویه‌های اشرشیاکلی تولیدکننده‌ی کلی‌سین جدا شده از لاشه مرغ گوشتی به روش PCR و بررسی اثر مهاری سویه‌های کلی‌سینوژنیک بر پاتوتیپ‌های مختلف اشریشیاکلی است. در این مطالعه، 110 جدایه باکتری اشرشیاکلی از 110 لاشه مرغ گوشتی از نظر حضور هفت گروه از ژن‌های تولیدکننده کلی‌سین شامل Y.U، E1، V، 5.10.K، E2-9، Ia.Ib وA.N.S4  مورد بررسی قرار گرفت. از میان 110 جدایه، 54 جدایه (1/49 درصد) دارای یکی از ژن‌های تحت بررسی بودند. از میان نمونه‌ها، 33 جدایه (30 درصد) از نظر ژن Ia.Ib مثبت بودند. همچنین ژن‌های V و E1 با فراوانی به ترتیب 20 درصد (22 جدایه) و 9 درصد (10 جدایه) در رتبه‌های بعدی قرار داشتند. فراوانی ژن A.N.S4 9/2 درصد (3 جدایه) بود و ژن‌های E2-9 و 5.10.K هر یک به تنهایی در 1 جدایه (9/0 درصد) تشخیص داده شدند. گروه ژنی Y.U در این مطالعه فاقد فراوانی بود. از میان 54 جدایه واجد ژن‌های کلی‌سین، 18 جدایه (3/33 درصد) دارای اثر مهاری نسبت به حداقل یکی از پاتوتیپ‌های ETEC، EIEC، EHEC، EAEC و EPEC بود. از نظر فنوتیپی، بیشترین اثر مهاری سویه‌های کلی‌سینوژنیک، بر دو پاتوتیپ ETEC و EAEC مشاهده شد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Identification of colicinogenic Escherichia coli isolates from broiler car-casses and their inhibitory effect on E. coli pathotypes

نویسندگان [English]

  • Mahboube Bagheri 1
  • Maziar Jajarmi 2
  • Reza Ghanbarpour 3
1 Assistant professor, Department of Science and Technology, Bardsir faculty of agriculture, shabid bahonar university of kerman, Kerman, Iran
2 Assistant professor, Department of Pathobiology, Faculty of Veterinary Medicine, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran
3 Professor, Molecular Microbiology Research Group, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran
چکیده [English]

Colicins are antibacterial compounds produced by Escherichia coli which give the producing strains the ability to compete ecologically against other bacteria. The aim of this study was to identify Escherichia coli strains producing colicin isolated from broiler carcasses by PCR and to investigate the inhibitory effect of colicinogenic strains on different Escherichia coli pathotypes. In this study, swab sample was obtained from 110 carcasses of broiler carcasses slaughtered in Kerman industrial slaughterhouse. one confirmed Escherichia coli isolate was selected from each carcass. Seven groups of colicin genes including Y.U, E1, V, 5.10.K, E2-9, Ia.Ib and A.N.S4 were screened using PCR and specific primers. Strains containing at least one colicin encoding gene were studied for their inhibitory effect on the growth of various Escherichia coli pathotypes. In this study, out of 110 isolates, 54 isolates (49.1%) were positive for at least one of the studied genes. Of the total samples, 33 isolates (30%) were positive for Ia.Ib gene. Also, V and E1 genes with frequencies of 20% (22 isolates) and 9% (10 isolates) were in the next ranks, respectively. The prevalence of A.N.S4 gene was 2.9% (3 isolates) and E2-9 and 5.10.K genes were only detected in 1 isolate (0.9%). The U.Y gene group was not detected in this study. Among 54 isolates with colicin genes, 18 isolates (33.3%) had an inhibitory effect on at least one of the ETEC, EIEC, EHEC, EAEC and EPEC patotypes. Phenotypically, the most inhibitory effect of colicinogenic strains was observed on ETEC and EAEC pathotypes.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Broiler
  • Escherichia coli
  • colicin
  • pathotypes

مراجع

1- Samuels AN, Roggiani M, Smith KA, Zhu J, Goulian M, Kohli RM. Deciphering the Role of Colicins during Colonization of the Mammalian Gut by Commensal E. coli. Microorganisms. 2020; 8(5): 664.
2- Calcuttawala F, Pal A, Nath P, Kar R, Hazra D, Pal R. Structural and functional insights into colicin: a new paradigm in drug discovery. Archives of Microbiology. 2022; 204(1): 1-9.
 3- Daw MA, Falkiner FR. Bacteriocins: nature, function and structure. Micron. 1996 1; 27(6): 467-479.
 4- Cascales E, Buchanan SK, Duché D, Kleanthous C, Lloubes R, Postle K, et al. Colicin biology. Microbiology and molecular biology reviews. 2007;71(1): 158-229.
 5- Cursino L, Chartone-Souza E, Nascimento A. Recent updated aspects of colicins of Enterobacteriaceae. Brazilian Journal of Microbiology. 2002; 33(3): 185-195.
 6- Cameron A, Zaheer R, Adator EH, Barbieri R, Reuter T, McAllister TA. Bacteriocin occurrence and activity in Escherichia coli isolated from bovines and wastewater. Toxins. 2019; 11(8): 475.
 7- Bosák J, Micenková L, Hrala M, Pomorská K, Kunova Bosakova M, Krejci P, et al. Colicin FY inhibits pathogenic Yersinia enterocolitica in mice. Scientific reports. 2018 16; 8(1): 1-2.
 8-Cramer WA, Sharma O, Zakharov SD. On mechanisms of colicin import: the outer membrane quandary. Biochemical Journal. 2018; 475(23): 3903-3915.
 9- Millstein RL. Natural selection as a population-level causal process. The British Journal for the Philosophy of Science. 2020; 57(4): 627–653.
 10- Askari N, Ghanbarpour R. Molecular investigation of the colicinogenic Escherichia coli strains that are capable of inhibiting E. coli O157: H7 in vitro. BMC veterinary research. 2019; 15(1): 1-8.
 11- Jesser KJ, Levy K. Updates on defining and detecting diarrheagenic Escherichia coli pathotypes. Current opinion in infectious diseases. 2020; 33(5): 372.
 12- Al-Marri T, Al-Marri A, Al-Zanbaqi R, Al Ajmi A, Fayez M. Multidrug resistance, biofilm formation, and virulence genes of Escherichia coli from backyard poultry farms. Veterinary World. 2021; 14(11): 2869.
 13- Tahamtan Y, Shirazi Z, Pourbakhsh A, Kargar M, Hyati M, Namvari MM, et al. Detection of Colicin genes by PCR in Escherichia coli isolated from cattle in Shiraz-Iran. Archives of Razi Institute. 2012; 67(1): 63-67.
 14- Alonso G, Gomes C, González C, Rodríguez Lemoine V. On the mechanism of resistance to channel-forming colicins (PacB) and tellurite, encoded by plasmid Mip233 (IncHI3). FEMS microbiology letters. 2000; 192(2): 257-261.
 15- Schamberger GP, Diez-Gonzalez F. Characterization of colicinogenic Escherichia coli strains inhibitory to enterohemorrhagic Escherichia coli. Journal of food protection. 2004; 67(3): 486-492.
 16- Çarikçi Aİ, Coşar G. Colicin production and colicin Typing of uropathogenic Escherichia coli. Turkish Journal of Medical Sciences. 2001; 31(6): 483-486.
 17- Khalaf ZZ, Flayyih MT. The genotypic identification of colicins produced by clinical isolates of Escherichia coli in Iraq. World Journal of Environmental Biosciences. 2015; 3: 94-9.
 18 Šmajs D, Micenková L, Šmarda J, Vrba M, Ševčíková A, Vališová Z, et al. Bacteriocin synthesis in uropathogenic and commensal Escherichia coli: colicin E1 is a potential virulence factor. BMC microbiology. 2010;10: 288.
 19- O'Brien GJ, Chambers ST, Peddie B, Mahanty KH. The association between colicinogenicity and pathogenesis among uropathogenic isolates of Escherichia coli. Microbial pathogenesis. 1996 1; 20(3):185-190.
 20- Schamberger GP, Diez-Gonzalez F. Characterization of colicinogenic Escherichia coli strains inhibitory to enterohemorrhagic Escherichia coli. Journal of food protection. 2004; 67(3): 486-492.
 21- Cutler SA, Lonergan SM, Cornick N, Johnson AK, Stahl CH. Dietary inclusion of colicin E1 is effective in preventing postweaning diarrhea caused by F18-positive Escherichia coli in pigs. Antimicrobial agents and chemotherapy. 2007; 51(11): 3830-3835.
 22- Patton BS, Dickson JS, Lonergan SM, Cutler SA, Stahl CH. Inhibitory activity of colicin E1 against Listeria monocytogenes. Journal of food protection. 2007; 70(5): 1256-1262.
 23- Rijavec M, Budič M, Mrak P, Müller-Premru M, Podlesek Z, Žgur-Bertok D. Prevalence of ColE1-like plasmids and colicin K production among uropathogenic Escherichia coli strains and quantification of inhibitory activity of colicin K. Applied and environmental microbiology. 2007; 73(3): 1029-1032.
 24- Gordon DM, O'Brien CL. Bacteriocin diversity and the frequency of multiple bacteriocin production in Escherichia coli. Microbiology. 2006; 152(11): 3239-3244.
25- Taghavi S, Kargar M, Doosti A. Molecular Identification of the colicin types in Escherichia coli in the Yasuj city. Armaghane danesh. 2014; 19(4): 371-9.

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 09 تیر 1401
  • تاریخ پذیرش: 20 شهریور 1401

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار